影響預(yù)拌混凝土強(qiáng)度問題的分析
2006-08-17 00:00
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關(guān)鍵詞：預(yù)拌混凝土；配合比：計(jì)量：外加劑：混凝土強(qiáng)度；標(biāo)準(zhǔn)差
0 前言
預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)以專業(yè)化、工廠化集中拌制，社會(huì)化、商品化供應(yīng)方式為主要特征，它的出現(xiàn)是混凝土生產(chǎn)方式的重大變革。與現(xiàn)場攪拌混凝土（下稱“現(xiàn)拌混凝土”）相比，具有工藝設(shè)備先進(jìn)、生產(chǎn)效率高、混凝土供應(yīng)量大、工期縮短、減少環(huán)境污染及噪聲低、原材料耗量低、混凝土拌合物質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因此，預(yù)拌混凝土的應(yīng)用數(shù)量和比重的多少，標(biāo)志著一個(gè)國家混凝土生產(chǎn)水平的高低。我國20世紀(jì)80年代初，開始使用預(yù)拌混凝土，并在國家產(chǎn)業(yè)政策的推動(dòng)下，預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)和使用有了長足的發(fā)展。2003年直轄市、省會(huì)大城市及部分大中城市，限制使用“現(xiàn)拌混凝土”，推動(dòng)了預(yù)拌混凝土生產(chǎn)的快速發(fā)展。
但是，由于裝備水平、技術(shù)力量和施工管理水平較低等因素制約，預(yù)拌混凝土在實(shí)際工程應(yīng)用中，存在一些強(qiáng)度問題及由此引發(fā)的技術(shù)爭議問題，不僅影響工程質(zhì)量，而且一定程度上制約了預(yù)拌混凝土行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)就此展開論述。
1 生產(chǎn)過程中影響混凝土強(qiáng)度的主要因素
在近年來，筆者在工程監(jiān)督實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)預(yù)拌混凝土出現(xiàn)強(qiáng)度問題的幾率較“現(xiàn)拌混凝土”高，為此，馬鞍山市對預(yù)拌混凝土企業(yè)進(jìn)行定期或隨機(jī)性檢查，在預(yù)拌混凝土強(qiáng)度問題分析處理和質(zhì)量檢查中，發(fā)現(xiàn)預(yù)拌混凝土在生產(chǎn)、管理等方面存在諸多問題，這些問題帶有一定的普遍性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1．1 配合比設(shè)計(jì)
依據(jù)設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級，正確確定配制強(qiáng)度是保證混凝土質(zhì)量的前提和重要手段。我國《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（JGJ／T55—96）和《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ107—87）規(guī)定，施工配制的混凝土強(qiáng)度要有95%的保證率。大量實(shí)踐表明，批量生產(chǎn)混凝土的強(qiáng)度可以按正態(tài)分布來描述，95%的保證率與混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值加1．645倍的標(biāo)準(zhǔn)差or相對應(yīng)，即混凝土的配制強(qiáng)度可按下式確定：
 式中：
 －混凝土的施工配制強(qiáng)度（N／mm2） －設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級對應(yīng)的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N／mm 2） σ —施工單位混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)或國家標(biāo)準(zhǔn)給定的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（N／mm2）
預(yù)拌混凝土在攪拌站和使用現(xiàn)場分別留置立方體強(qiáng)度試件，以施工現(xiàn)場取樣試件的檢驗(yàn)結(jié)果作為混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定依據(jù)。首先，由于未考慮混凝土運(yùn)輸、泵送及現(xiàn)場使用條件的差異與變化。站內(nèi)試件強(qiáng)度往往高于現(xiàn)場的試件強(qiáng)度；其次，一般情況下，攪拌站按站內(nèi)留置的試件強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)來確定標(biāo)準(zhǔn)差，σ值的選用也未考慮上述因素；三是站內(nèi)試件強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)和強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確，如某康復(fù)醫(yī)院工程一層框架柱C40混凝土，攪拌站留置的3組試件強(qiáng)度均在45MPa以上，而現(xiàn)場5組試件，強(qiáng)度最大一組僅為36．8MPa，查閱該站強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)，其每月混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)差最大值僅為0．36MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家質(zhì)量控制優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，顯然存在弄虛作假現(xiàn)象。因此，不難看出攪拌站混凝土配置強(qiáng)度存在偏低的現(xiàn)象。檢查中還發(fā)現(xiàn)有的攪拌站，一味追求商業(yè)利潤，采用低配比，造成混凝土配制強(qiáng)度過低，影響工程質(zhì)量。
另外，預(yù)拌混凝土攪拌站作為專業(yè)生產(chǎn)混凝土的單位。積累一些適應(yīng)不同情況和不同需要的成熟的配合比設(shè)計(jì)，這些配比設(shè)計(jì)能滿足一般使用需要。但有些站僅按混凝土強(qiáng)度等級套用相應(yīng)成熟的配比設(shè)計(jì)，而不考慮工程的具體要求、施工季節(jié)、運(yùn)輸路程的長短、泵送高度以及原材料的變化等因素，使配比設(shè)計(jì)失去針對性，這也是造成強(qiáng)度偏低的原因之一。
1．2 執(zhí)行配合比不準(zhǔn)確
配合比確定后，如何按配合比規(guī)定的組分材料拌制，是保證混凝土質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。工程實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)，大部分?jǐn)嚢枵镜挠?jì)量控制系統(tǒng)有問題，計(jì)量不準(zhǔn)，即不嚴(yán)格按規(guī)定配合比拌制混凝土，這必定對混凝土的水厭比有影響，尤其是水泥、水及外加劑的計(jì)量精確性。眾所周知，在相同材料和工藝條件下，混凝土強(qiáng)度主要取決于水灰比，即水灰比定律。但一些技術(shù)人員和操作人員卻對此缺乏應(yīng)有的認(rèn)識。殊不知，在水灰比合理的取值范圍內(nèi)，水灰比每增加0．05，混凝土強(qiáng)度則降低10MPa。
計(jì)量不準(zhǔn)主要反映在以下幾方面；① 有的攪拌站，其計(jì)量設(shè)備不按規(guī)定標(biāo)定，生產(chǎn)過程中不定期效驗(yàn)．造成計(jì)量不準(zhǔn)確。尤其是水、水泥、外加劑和摻和料的不準(zhǔn)確，對混凝土的強(qiáng)度影響較大；②在現(xiàn)場泵送時(shí)，為便于施工隨意加水，人為改變混凝土的配比；③不按站內(nèi)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整配比。雨雪天氣條件下，粗細(xì)骨料含水率變化很大，需要隨時(shí)調(diào)整骨料用量和水量，而有些攪拌站對骨料含水率的測定不及時(shí)．或不測定而用估算值，這些都會(huì)造成執(zhí)行配比不準(zhǔn)的現(xiàn)象。如檢查中發(fā)現(xiàn)某攪拌站雨天生產(chǎn)，砂石含水率分別按3%和l%來調(diào)整配比，而測定砂石的實(shí)際含水率分別為7．9%和4%，1m3混凝土拌合物多加水30．4kg，水灰比增大0．09。
1．3 原材料管理不善
原材料的品質(zhì)對混凝土的質(zhì)量有較大的影響。在檢查中發(fā)現(xiàn)大部分?jǐn)嚢枵揪?xì)料存放與管理、集料的堆放混亂，精細(xì)料不按不同生產(chǎn)廠家、品種分別存放，無密封、干燥和防雨防潮等措施；不同品質(zhì)的集料及粗細(xì)集料混堆混放；粗、細(xì)集料倉長期不清底，這些現(xiàn)象都對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生一定的影響。
1．4外加劑使用中存在的問題
外加劑是改善混凝土品質(zhì)的重要組分，對混凝土的性能有極大的影響。但目前市場上，外加劑品種很多。本身其質(zhì)量和性能差異很大，并且混凝土的性能對外加劑摻人量非常敏感，量小起不到應(yīng)有的作用。量大反而有害。要求計(jì)量非常精確。檢查中卻發(fā)現(xiàn)摻加量失控，一些攪拌站未設(shè)置外加劑儲(chǔ)料斗，沒有專門的計(jì)量裝置，而采用勺、碗等器皿近似估量。
1．5長距離運(yùn)輸管理的問題
《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50164－92）規(guī)定：混凝土攪拌機(jī)出料后到澆筑完畢持續(xù)的時(shí)間，若采用攪拌車運(yùn)輸，氣溫≤25℃ ?；炷翉?qiáng)度等級≤C30時(shí)為120min，C30以上時(shí)為90min；氣溫>25℃ ，混凝土強(qiáng)度等級≤C30時(shí)為90min。C30以上時(shí)為60min。運(yùn)輸車輛因受城市交通管理的限制，使混凝土從攪拌機(jī)出料后到澆筑時(shí)間往往超過上述規(guī)定，長距離運(yùn)送時(shí)更容易出現(xiàn)這樣問題，而現(xiàn)場管理人員叉不易發(fā)現(xiàn)。很容易造成工程質(zhì)量事故。
2 影響混凝土強(qiáng)度非生產(chǎn)性因素
2．1 現(xiàn)場試件制作和養(yǎng)護(hù)不規(guī)范
《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》（GBJ81—85）對混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定的試件制作和養(yǎng)護(hù)有著嚴(yán)格的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和要求，但嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行的不多。首先是試件的取樣不規(guī)范，對預(yù)拌混凝土，應(yīng)從攪拌車卸料的1／4—1／3之間取樣，每次取樣量不少于0．02m3，實(shí)際上，多數(shù)使用單位，開始卸料時(shí)就取樣，且取樣的數(shù)量不足，造成缺乏代表性。其次是不嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)制作。三是養(yǎng)護(hù)條件達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求，絕大多數(shù)施工現(xiàn)場未設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，試件成型到拆模期間，養(yǎng)護(hù)溫濕度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求，影響試件的強(qiáng)度。四是試件拆模后不能及時(shí)送至標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，一般是現(xiàn)場常溫水中或室內(nèi)存放3d～4d。
2．2混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定上的誤區(qū)
混凝土系不均質(zhì)材料，在一定批量生產(chǎn)條件下，其強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布服從正態(tài)分布規(guī)律，據(jù)此GBJ107—87依據(jù)混凝土生產(chǎn)工藝條件和批量大小，給出三種評定方法，這三種方法都允許混凝土試件強(qiáng)度小于規(guī)定強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。而實(shí)際丁程中，多數(shù)使用單位不按標(biāo)準(zhǔn)的評定方法判定混凝土強(qiáng)度的合格與否，只要強(qiáng)度值小于其標(biāo)準(zhǔn)值就認(rèn)為混凝土強(qiáng)度不合格，這顯然是錯(cuò)誤的。若要求試件強(qiáng)度值都大于其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，就必然要求攪拌站預(yù)留更大的強(qiáng)度富余值，從而造成不必要的浪費(fèi)，而且對混凝土開裂和耐久性留下潛在的危害。
2．3 非破損或局部破損檢測預(yù)拌混凝土強(qiáng)度的局限性
當(dāng)試件強(qiáng)度不滿足要求或?qū)炷翉?qiáng)度有懷疑時(shí)，采用非破損或局部破損的方法，對實(shí)體構(gòu)件的強(qiáng)度進(jìn)行檢測。常用的方法有回彈檢驗(yàn)法和鉆芯取樣檢驗(yàn)法，國家也制定了相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)。但是這兩種方法主要是建立在現(xiàn)拌混凝土試驗(yàn)基礎(chǔ)上的，所測得強(qiáng)度值較實(shí)際強(qiáng)度值低，尤其是泵送混凝土，強(qiáng)度值降低的幅度更大。據(jù)有關(guān)資料介紹，回彈法檢測預(yù)拌混凝土的強(qiáng)度時(shí)，其測試結(jié)果較標(biāo)準(zhǔn)成型和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度約低20%～ 30%；《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（CECS03：88）條文說明指出：“據(jù)國外的一些試驗(yàn)結(jié)果，由于受到施工、養(yǎng)護(hù)條件的影響，結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度。一般為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75% ～80%，國際標(biāo)準(zhǔn)草案為70%～85%。據(jù)中國科學(xué)院結(jié)構(gòu)所對試驗(yàn)用墻板的取芯試驗(yàn)表明，齡期28d的芯樣強(qiáng)度換算值也僅為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的86%，為同條件養(yǎng)護(hù)試件的88%?！?/DIV>
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